Kernel 核心除錯
本機環境 Win7 + VMware 14 Pro
1.安裝Qemu,Ubuntu包管理器中的二進位制版本比較老了,這裡選擇原始碼安裝 2.12.0版本 。
具體的安裝教程可以參考這篇文章《 QEMU 2.10.1 編譯安裝 》,寫的非常詳細。
2.下載、編譯目標的核心版本
這裡下載的是4.4.1版本的Linux核心 linux-4.4.1.tar.xz
解壓 編譯
xz - dlinux-4.4.1.tar.xz tar -xvflinux-4.4.1.tar cd linux-4.4.1 make menuconfig
確保以下三個選項是勾選上的:
kernel hacking –> Kernel debugging kernel hacking –> Compile-time checks and compiler options –> compile the kernel with debug info kernel hacking –> Compile-time checks and compiler options -> compile the kernel with frame pointers
在多核平臺上使用-j 引數來加快編譯
make -j
3.製作根檔案系統
先了解以下幾個檔案的區別,參考這篇 文章
vmlinux 是ELF檔案,即編譯出來的最原始的檔案。 vmlinuz 應該是由ELF檔案vmlinux經過OBJCOPY後,並經過壓縮後的檔案 zImage 是vmlinuz經過gzip壓縮後的檔案,適用於小核心 bzImage 是vmlinuz經過gzip壓縮後的檔案,適用於大核心
新建一個目錄用於存放生成的核心檔案,以及根檔案系統:
mkdir ~/Desktop/kernel-debug cp./arch/x86/boot/bzImage~/Desktop/kernel-debug cd~/Desktop/kernel-debug dd if=/dev/zero of=rootfs.img bs=1M count=20#新建一個20M的檔案 mkfs -t ext3 rootfs.img #將其格式化為ext3檔案系統格式 #將其mount 到新建立到目錄rootfs上 mkdir rootfs sudo mount -t ext3 -o loop rootfs.img rootfs #將掛載後的根檔案系統中建立基本的目錄結構 sudo mkdir rootfs/dev rootfs/proc rootfs/sys
給系統安裝基本的命令列工具,比如ls,這裡選擇了BusyBox,下載的 BusyBox原始碼
cd ~/Desktop/kernel-debug tar -jxvf busybox-1.28.3.tar.bz2 cd busybox-1.28.3 #進行配置,注意這裡選擇靜態連線的方式生成可執行檔案,避免對外部lib有依賴 make menuconfig #勾選Settings->Build Busybox as a static binary make -j #編譯完成後,安裝到目標的根檔案系統中去,然後unmount掉根檔案系統 make install CONFIG_PREFIX=~/Desktop/kernel-debug/rootfs sudo umount ~/Desktop/kernel-debug/rootfs
4.啟動Qemu虛擬機器
sudo qemu-system-x86_64-S -kernel ~/Desktop/kernel-debug/bzImage -hda ~/Desktop/kernel-debug/rootfs.img -append "root=/dev/sda init=/bin/ash"
此時啟動的Qemu處於Pasued狀態,單機黑色區域,讓Qemu接收輸入,按下ctrl+ alt + 2,切換到控制檯。
注意之後可以通過ctrl + alt + G 來讓qemu釋放滑鼠以及鍵盤輸入。
啟動gdbserver,監聽到8888埠,便於用GDB來遠端除錯。
5.使用GDB連線到gdbserver進行除錯
由於GDB用的不太熟悉,這裡使用圖形化的除錯工具DDD,可以通過以下命令安裝:
sudo apt-get install ddd #切換到之前linux編譯的目錄 cd linux-4.4.1 #選擇未壓縮的核心檔案,讀入符號表 ddd vmlinux
在GDB命令處,連線到Qemu中的GDB server:target remote 127.0.0.1:8888,這個時候Qemu中的Linux系統是處於Paused狀態的。
連線之後可以在選單欄Status-->BackTrace...中看到堆疊資訊。
輸入continue,讓Qemu中的Linux系統執行起來,可以在Qemu中按下ctrl+Alt+1,切換到虛擬機器的命令列介面,可以看到這個時候虛擬機器已經正常執行起來了。
這裡對Linux建立程序的系統呼叫下斷點,觀察呼叫棧:
在fork.c檔案中的_do_fork函式處下斷點:
切換到Qemu,使用ctrl+Alt+1回到Linux的控制檯,執行ls,這時候shell會建立ls程序,這個時候ddd就會斷下來了: